Cálculos para análise da capacidade de absorção de calor

Cálculos para análise da capacidade de absorção de calor

Levando em consideração a troca térmica necessária no molde de injeção, para garantir a solidificação do produto dentro do ciclo de injeção padrão, vamos calcular a capacidade de absorção de calor pela linha de refrigeração.

Análise do macho principal C1 responsável pelo alojamento central de um cilindro de motosserra.

Temperatura da liga de alumínio injetada: 647°C

Temperatura padrão de aquecimento do molde que antecede a injeção: 184°C

Q - Taxa de transferência de calor ao fluido (kcal/s)

A - Área superficial disponível para transferência de calor

Ts – Temperatura máxima superficial próxima ao canal de injeção

Tf - Temperatura superficial próxima ao canal de injeção após o ciclo

h - Coeficiente de transmissão de calor convectivo de película (kcal/(m²*s*K))

Sistema atual

Material utilizado na construção da ferramenta Dac Magic

A liga de alumínio utilizada é AlSi10Mg

Vazão liberada pelo Termocast (indicativo display) = 1,89 l/min

h água + aditivo G9A3 monoetilenoglicol (tabelado para Ø 6mm pelo fabricante e ajustado para a vazão do Termocast) = 0,484 kcal/(m²*s*°K)

Ø tubo de refrigeração com revestimento Ni = 6mm

Superfície do macho com revestimento cerâmico AlCrTiN

L tubo = 163mm

Ts = 257,43°C

TF = 214,55°C

Ø tubo = 6mm = 0,006m

L tubo = 163mm = 0,163m

A conv = (Ø furo*π)*L tubo

A conv = (0,006m * 3,14)*0,163m

A conv = 0,0030709m²

Q cov = h*A conv*(Ts-Tf)

Ts = 257,43°C = 530,58K

TF = 214,55°C = 487,7K

Q conv = 0,484kcal/(m²*s*°K) * 0,0030709m² * (530,58K - 487,7K)

Q conv = 0,0637332 kcal/s

1kcal/s = 4,1868kW

Capacidade de absorção encontrada:

Qconv = 0,266838kW

Sistema proposto

Para o sistema proposto, utilizamos os mesmos materiais e parâmetros de injeção, onde o diâmetro do tubo de refrigeração foi aumentado e adotamos as temperaturas mapeadas, juntamente com a vazão informada no Termocast.

Material utilizado na construção da ferramenta Dac Magic

A liga de alumínio utilizada é AlSi10Mg

Vazão liberada pelo Termocast (indicativo display) = 3,42 l/min

h água + aditivo G9A3 monoetilenoglicol (tabelado para Ø 9mm pelo fabricante e ajustado para a vazão do Termocast) = 0,691 kcal/(m²*s*K)

Ø tubo de refrigeração com revestimento Ni = 9mm

Superfície externa do macho com revestimento cerâmico AlCrTiN

L tubo = 163mm

Ts = 243,21°C

TF = 198,34°C

Ø tubo = 9mm = 0,009m

L tubo = 163mm = 0,163m

A conv = (Ø furo*π)*L tubo

A conv = (0,009m * 3,14)*0,163m

A conv = 0,0046063m²

Q cov = h*A conv*(Ts-Tf)

Ts = 243,21°C = 516,36K

TF = 198,34°C = 471,49K

Q conv = 0,691kcal/(m²*s*°K) * 0,0046063m² * (516,36K - 471,49K)

Q conv = 0,1428191 kcal/s

1kcal/s = 4,1868kW

Capacidade de absorção encontrada:

Qconv = 0,597955kW